JP2023072826A - 高温溶融物処理鍋の固定装置、移送用台車および高温溶融物処理鍋 - Google Patents

Abstract

【課題】 高温溶融物処理鍋の揺動を抑え、鍋を搭載する台車の移動をなくし、鍋内の高温溶融物の飛散を防止することができる高温溶融物処理鍋の固定装置、その処理鍋の移送台車およびその処理鍋を提供する。【解決手段】 高温溶融物を処理する鍋を移送するための台車上に、一対の鍋受台を介して載置された鍋を、台車の外部から固定する装置であって、一対の鍋受台の両側から鍋受台を挟み込む鍋固定手段を備え、この鍋固定手段は、台車の外部に設置された架台上に、上下方向に駆動する２本のアーム部と、このアーム部のそれぞれの端部に接続するホールド部とからなり、アーム部を上方から下方に駆動したときに、ホールド部が鍋受台と接触して、一対の鍋受台を両側から挟み込むことにより鍋を固定するものである。これにより、鍋の揺動を抑え、高温溶融物の飛散を防止することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、高温溶融物を処理する鍋を搭載する台車の逸走を防止するための高温溶融物処理鍋の固定装置および高温溶融物処理鍋の移送用台車、並びにその高温溶融物処理鍋に関する。

従来、製鉄業において、高炉から出銑された溶銑は、転炉に輸送されるが、その際の容器として溶銑鍋が用いられている。溶銑鍋に溶銑を受銑した後、溶銑鍋を転炉に輸送する途中には、脱硫、脱燐や脱珪などの溶銑予備処理が行われている。このような高温溶融物を処理する鍋は、台車に搭載されて溶銑予備処理などの処理を行う設備まで移送され、その設備内に台車を停止して処理が行われる。しかしながら、それらの処理は、鍋の上方からガスを吹き込んで激しく攪拌して行われることから、鍋がその振動により激しく揺動し、台車の車輪前後にストッパを設けて台車を固定していたとしても、鍋の揺動に耐え切れず、動き出し逸走することにより、溶銑等の高温溶融物が零れたり飛び出したりすることがあり、安全上の大きな問題があった。

台車の逸走防止に関する従来技術としては、前述したように、軌条設置式の逸走防止用ストッパが使用されており、ストッパを軌条上に載置し、ストッパ重量だけで台車を受け逸走を防止するものである。

あるいは、台車の内部に何らかの部材を設けて、台車を軌条上に固定する形式のものが存在する。例えば、特許文献１には、複数の溶銑鍋装置を結ぶ移動経路と、攪拌装置を支持しかつ移動経路に沿って移動可能な移動台車と移動台車と移動経路との間に設置された複数のストッパ機構とを有する溶銑脱硫装置であって、ストッパ機構は、移動経路に固定された固定側部材と、移動台車に設置された移動側部材と、移動側部材を固定側部材に当接させる当接機構と、を有し、複数のストッパ機構のうち少なくとも一対は、各々の移動側部材の固定側部材に対する当接方向の水平成分が互いに逆向きに配置されている溶銑脱硫装置が開示されている。

また、特許文献２には、溶銑鍋内の溶銑に脱硫剤を添加して撹拌し、脱硫処理を行う脱硫装置であって、鍋傾動装置に乗せられた溶銑鍋を収容する収容部を備え、収容部の上段および下段には、脱硫装置の撹拌による振動力を抑えるための固定装置が複数備えられた脱硫装置が開示されている。

特許第６２７７３１０号公報 特開２０１４－２０１７８０号公報

しかしながら、特許文献１では、移動台車を固定してはいるが、溶銑鍋装置が激しく揺動すると、その揺動により台車が完全には固定できずに、移動したり、鍋装置内の溶銑が飛び散るという問題があった。

また、特許文献２は、溶銑鍋を収容する収容部に固定装置を備えるものであるが、溶銑鍋が攪拌の激しい振動によって、収容部を完全には固定できずに、移動したり、溶銑鍋内の溶銑が飛び散るという問題があった。

このように、従来の装置では、溶銑等の高温溶融物の処理鍋を搭載した台車揺動に対して強度が不足しており、鍋の揺動を抑えることはできず、それによって、台車が逸走することを完全に防止することができず、高温溶融物が飛散してしまうという課題を抱えていた。さらに、処理中に飛散した滓や地金の噛み込みで故障が頻発するのが実情であった。

また、従来のストッパや固定装置では、固定する台車と固定用ストッパの隙間開度調整や揺動衝撃力によるストッパが摩耗し減肉するという課題もあった。

本発明は、前記課題を解決し、高温溶融物処理鍋の揺動を抑え、鍋を搭載する台車の逸走をなくし、鍋内の高温溶融物の飛散を防止することができる高温溶融物処理鍋の固定装置および高温溶融物処理鍋の移送用台車、並びにその高温溶融物処理鍋を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために、従来技術のように台車を固定したとしても鍋の揺動が抑えられないメカニズムを検討したところ、鍋を搭載した台車全体の重心位置と固定する位置との関係が問題であり、重心位置と離れた位置で固定するよりも重心位置近傍を通る作用線上で固定した方が揺動を抑えられることを見出し、その結果、台車を固定するのではなく、重心位置のより高い鍋の中央部付近を固定すると振動が抑えられるという知見を得た。

本発明は、以上の知見に基づき、さらに検討を加えてなされたものであり、その構成は、以下のとおりである。
〔１〕高温溶融物を処理する鍋を移送するための台車上に、一対の鍋受台を介して載置された前記鍋を、前記台車の外部から固定する装置であって、前記一対の鍋受台の両側から前記鍋受台を挟み込む鍋固定手段を備えることを特徴とする高温溶融物処理鍋の固定装置。
〔２〕前記〔１〕において、前記鍋固定手段は、前記台車の外部に設置された架台上に、上下方向に駆動する２本のアーム部と、前記２本のアーム部のそれぞれの端部に接続するホールド部とからなり、前記アーム部を上方から下方に駆動したときに、前記ホールド部が前記鍋受台と接触して、前記一対の鍋受台を両側から挟み込むことにより前記鍋を固定することを特徴とする高温溶融物処理鍋の固定装置。
〔３〕前記〔１〕または〔２〕において、前記鍋受台は、該鍋受台の上部に前記鍋を載置するための窪み部を有し、前記鍋受台の前記鍋と接触する側と反対側の面が、下方から上方に向けて前記鍋側に傾斜するテーパーを有することを特徴とする高温溶融物処理鍋の固定装置。
〔４〕前記〔３〕において、前記テーパーの角度θが、１°～７°であることを特徴とする高温溶融物処理鍋の固定装置。
〔５〕前記〔１〕ないし〔４〕のいずれか一つにおいて、前記ホールド部の前記鍋受台と接触する部分にライナーを備えることを特徴とする高温溶融物処理鍋の固定装置。
〔６〕前記一対の鍋受台を備える前記高温溶融物処理鍋を移送するための台車であって、前記鍋受台は、該鍋受台の上部に前記鍋を載置するための窪み部を有し、前記鍋受台の前記鍋と接触する側と反対側の面が、下方から上方に向けて前記鍋側に傾斜するテーパーを有することを特徴とする高温溶融物処理鍋の移送用台車。
〔７〕前記〔６〕において、前記テーパーの角度θが、１°～７°であることを特徴とする高温溶融物処理鍋の移送用台車。
〔８〕前記移送用台車に搭載され、前記固定装置により固定されてなることを特徴とする高温溶融物処理鍋。

本発明は、高温溶融物の処理鍋を搭載した台車ではなく、鍋受台の上部を固定することにより、揺動力の発生を抑えることができる。また、固定装置の鍋と接触する部分（後述するホールド部）をアタッチメント式のライナーにすることで摩耗しても容易に交換が可能である。

本発明の高温溶融物処理鍋の固定装置の全体の一例を示す模式平面図である。 本発明の高温溶融物処理鍋の固定装置の全体の一例を示す模式正面図である。 本発明の高温溶融物処理鍋の固定装置の全体の一例を示す模式側面図である。 本発明の鍋固定手段の一実施態様（架台が１台）を示す模式図である。 本発明の鍋固定手段の他の実施態様（架台が２台）を示す模式図である。 本発明の鍋受台の一実施態様を示す模式図で、（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。

続いて、本発明の具体的な実施態様について、図を用いて説明する。
［高温溶融物処理鍋］
高温溶融物処理鍋として、以下に、代表的な溶銑鍋について図１～３に基づいて説明する。
溶銑鍋２とは、高炉から出銑された溶銑を、転炉に輸送するまで移送される間に溶銑を収容する容器である。この溶銑鍋に溶銑を受銑した後、溶銑鍋２を台車１に載置し、転炉に輸送する途中に、脱硫、脱燐や脱珪などの溶銑予備処理が行われる。このような処理は、溶銑を鍋上方からガスを吹き込んで激しく攪拌して行われる。一般的な製鉄工場の溶銑鍋の容量（重量）は、２５０～３００ｔｏｎ程度である。
溶銑鍋２には、溶銑を予備処理した際に生成するスラグ（滓）を廃棄したり、転炉に移動した後、転炉に溶銑を移し替える際に、溶銑鍋を傾動して溶銑を排出するために、鍋の両側に、傾動するための回転軸となる支柱を設けている。また、台車１上に設けた鍋受台３ａ、３ｂに溶銑鍋２を載置するための支柱を、安定化のために、鍋２の片側に少なくとも２個設けている。

［台車］
溶銑鍋２を搭載する台車１は、前述の溶銑鍋２を載置する鍋受台３ａ、３ｂが溶銑鍋２の幅の間隔を開けて２基備えられている。また、鍋２を搭載し、処理設備間を移動するための車輪が複数備えられている。台車１の形状や車輪の数などは特に限定されるものではない。

［鍋受台］
一対の鍋受台３ａ、３ｂは、上記のように、台車１上に据え付けられ、鍋２を載置するためのものであり、鍋２の両側にある２台の鍋受台３ａ、３ｂを後述する鍋固定手段により挟み込み、鍋受台３ａ、３ｂが鍋側面と接触して鍋２自体を固定するものである。後述するホールド部６ａ、６ｂが上方から下方に下降して鍋受台３ａ、３ｂを挟んで押し込むために、図６（ａ）に示すように、例えば、鍋受台３ｂの片側（鍋と接触する側と反対側の面）にはテーパーが設けられている。テーパーの角度θとしては、１°～７°が好ましい。θが１°未満では、垂直な面と同様に下降しても挟み込む力に変換され難いからである。θが７°を超えると、角度があり過ぎて、下降する際の抵抗が大きくなり過ぎるからである。より好ましくは、１．３～５．５°である。

図６（ｂ）に示すように、鍋受台３ｂの上面には、鍋を載置するための窪み部８を備えている。窪み部８の形状は、鍋側に設けた支柱を受けることができるものであれば、特に限定されるものではない。鍋２を載置した際の鍋２の傾動を防ぐために、支柱を片側に少なくとも２本設けるのが好ましい。その場合に、窪み部８も片側に少なくとも２ヶ所ずつ設けることになる。

［鍋固定手段］
高温溶融物処理鍋を鍋受台を介して固定するための鍋固定手段は、台車１から離れた外部に設置されており、架台４、アーム部５ａ、５ｂおよびホールド部６ａ、６ｂから構成されている。

架台４は、鍋２を挟み込むための腕となるアーム部５ａ、５ｂとホールド部６ａ、６ｂを支えるための土台となるものである。架台４の構造としては、２基のアーム部５ａ、５ｂを設置できる構造であれば、特に限定されない。図５に示すように、離間した２台の架台４ａ、４ｂ上にそれぞれアーム部５ａ、５ｂを設けても良いが、図４に示すように、１台の架台４上に２基のアーム部５ａ、５ｂを取り付けることで、架台４を設置するスペースを低減することができるので好ましい。

アーム部５ａ、５ｂは、架台４上から鍋２を固定するために鍋２の両側から挟み込むためのホールド部６ａ、６ｂにつなげる支柱に相当する部分である。このアーム部５ａ、５ｂは、架台４上に設けた昇降手段（図示せず）により、上下方向に駆動することができる。昇降手段としては、例えば、アーム部５ａ、５ｂまたはホールド部６ａ、６ｂの先端と架台４間にワイヤを介してウィンチによって巻き上げる機構でも良く、また油圧シリンダーを用いてアーム部５ａ、５ｂを駆動する機構でも良い。

ホールド部６ａ、６ｂは、アーム部５ａ、５ｂの先端にほぼ水平状態で取り付けられており、両側のアーム部５ａ、５ｂが上方から下方に下降することにより、それぞれのホールド部６ａ、６ｂが上方から下方に下降して、鍋受台３ａ、３ｂの側面を両側から挟み込むことにより、鍋受台３ａ、３ｂが鍋２と接触して、鍋２を固定することができるものである。

ホールド部６ａ、６ｂの先端の鍋受台３ａ、３ｂと接触する部分には、耐摩耗性の良い材質のライナー７ａ、７ｂを備えることが好ましい。例えば、一般構造用圧延鋼材であるＳＳ４００やさらに強度が高く耐摩耗性に優れたＳ４５Ｃを用いるのが好ましい。さらに、このライナー７ａ、７ｂは、取り付けが簡単で、交換が容易なアタッチメント式とするのが好ましい。

以下、図１に基づいて、２本の鍋固定手段のうち、一方の側の鍋固定手段について説明する。

鍋受台３ａと３ｂは、鍋固定手段のホールド部６ａと６ｂの先端部と接触する。鍋受台３ａと３ｂには、テーパーθが施されている。例えば、一例として、１６００ｍｍの高さ（鍋受台上端から下方に向けての距離）に対し、傾斜（減少）幅が４０ｍｍであり、θは１．４３２°となる。

図３の側面図には、鍋固定手段の一方の側（４、５ｂ、６ｂ）の様子が示されている。この図３において、アーム部５ｂは、架台４上に設けた油圧式シリンダー（図示せず）によってアーム部５ｂを上下方向に駆動させることができる構造となっている。

なお、ホールド部６ａと６ｂとの間隔は、鍋２のサイズと鍋受台３ａ、３ｂの設置位置が決まっているので、当初設定した間隔で保持されているが、間隔を変更することができるように、アーム部５ａ、５ｂを左右方向に駆動させる構造も備えることが好ましい。

次に、鍋の固定方法について説明する。
鍋２を搭載した台車１が規定位置に停止するまでは、アーム部５ｂは、上方の鍋などと接触しない位置に退避しており、台車１が停止してから、油圧シリンダーを動かして、アーム部５ｂを下降させていく。アーム部５ｂを下降させると、先端のホールド部６ｂが鍋受台３ｂと接触する。なお、ホールド部６ｂの鍋受台３ｂと接触する部分には、補強のためにＳＳ４００製のライナー７ｂが取り付けられている。このライナー７ｂは容易に交換が可能なアタッチメント式である。

鍋受台３ｂの片面（鍋側と反対側の面）には、前述したテーパーが施されており、ホールド部６ｂが徐々に降下していくと、鍋受台３ｂを押し込み、鍋２と接触することになる。

反対側の鍋受台３ａの方も同様にホールド部６ａが下降して、鍋受台３ａを押し込んで、鍋２に接触するので、結果的に鍋２の両側からホールド部６ａと６ｂにより挟まれて、鍋２を強固に固定することができる。

溶銑予備処理において実施した実施例について説明する。
まず、本発明の鍋固定装置を設置する以前の従来方法（台車が停止する位置のレールに設置した台車固定装置によって固定する方法）による溶銑予備処理を行った実績では、従来の通常的な操業における処理回数は、７０回／日であり、台車揺動の衝撃によりレール設置式の固定装置が破損するというトラブルが、６回／年（２月に１回程度）発生していた。これに対し、本発明の鍋固定装置を設置して同様の溶銑予備処理を行った実績では、台車揺動の衝撃に対しても鍋固定装置が破損することがなくなり、操業トラブルが減少したことにより、処理回数が従来方法の回数より３０回／月程度増加し、１５ヶ月間の実績で故障回数は０回であった。

以上のように、本発明によれば、長期間トラブルが発生することがなく、本発明の鍋固定装置が優れた効果を奏することが確認された。

１ 台車
２ 鍋（溶銑鍋、高温溶融物処理鍋）
３ａ、３ｂ 鍋受台
４、４ａ、４ｂ 架台
５ａ、５ｂ アーム部
６ａ、６ｂ ホールド部
７ａ、７ｂ ライナー
８ 窪み部

Claims (8)

1. 高温溶融物を処理する鍋を移送するための台車上に、一対の鍋受台を介して載置された前記鍋を、前記台車の外部から固定する装置であって、前記一対の鍋受台の両側から前記鍋受台を挟み込む鍋固定手段を備えることを特徴とする高温溶融物処理鍋の固定装置。
2. 前記鍋固定手段は、前記台車の外部に設置された架台上に、上下方向に駆動する２本のアーム部と、前記２本のアーム部のそれぞれの端部に接続するホールド部とからなり、前記アーム部を上方から下方に駆動したときに、前記ホールド部が前記鍋受台と接触して、前記一対の鍋受台を両側から挟み込むことにより前記鍋を固定することを特徴とする請求項１に記載の高温溶融物処理鍋の固定装置。
3. 前記鍋受台は、該鍋受台の上部に前記鍋を載置するための窪み部を有し、前記鍋受台の前記鍋と接触する側と反対側の面が、下方から上方に向けて前記鍋側に傾斜するテーパーを有することを特徴とする請求項１または２に記載の高温溶融物処理鍋の固定装置。
4. 前記テーパーの角度θが、１°～７°であることを特徴とする請求項３に記載の高温溶融物処理鍋の固定装置。
5. 前記ホールド部の前記鍋受台と接触する部分にライナーを備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の高温溶融物処理鍋の固定装置。
6. 前記一対の鍋受台を備える前記高温溶融物処理鍋を移送するための台車であって、前記鍋受台は、該鍋受台の上部に前記鍋を載置するための窪み部を有し、前記鍋受台の前記鍋と接触する側と反対側の面が、下方から上方に向けて前記鍋側に傾斜するテーパーを有することを特徴とする高温溶融物処理鍋の移送用台車。
7. 前記テーパーの角度θが、１°～７°であることを特徴とする請求項６に記載の高温溶融物処理鍋の移送用台車。
8. 前記移送用台車に搭載され、前記固定装置により固定されてなることを特徴とする高温溶融物処理鍋。

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